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随着LED、微电子封装、半导体等电子技术行业的迅速发展，各种器件不断向着小型化、节能化、智能化方向迈进，对材料的散热性和绝缘性提出了更高的要求。传统的导热绝缘材料大多数都采用无机纳米粒子与高分子材料共混复合来实现，这种复合材料需要非常高的填料量，会导致材料的力学性能降低且成本较高。然而，将碳材料、金属材料等作为导热填料填充到高分子材料中，尽管材料的导热性和力学强度有所提升，但是绝缘性下降特别明显。因此，在较低填料量下制备出具有良好导热性、绝缘性和力学强度兼备的材料成为导热材料重要的发展方向。 为了制备出具有良好导热性和绝缘性的材料，本文将高导热碳纤维(CF)与导热绝缘的氧化镁(MgO)粒子进行复合，制备出一种新型化学键合类导热绝缘填料，并将其与尼龙6树脂共混制备导热绝缘复合材料。本文利用偶联剂交叉处理法分别对CF和MgO粒子进行处理，利用氨基与环氧基间发生的开环聚合反应，使得MgO粒子与碳纤维以化学键形式复合，合成出一种特殊的化学键合型复合填料(CF-MgO)。偶联剂作用后增强碳纤维与树脂、MgO粒子与树脂、碳纤维与MgO粒子的界面结合性，降低界面热阻;利用碳纤维良好的导热性和力学强度提高复合材料的热导率和强度;利用MgO粒子的绝缘性和导热性使得填料与树脂界面间形成导热绝缘区域。 首先，通过控制螺杆转速、碳纤维初始长度等条件选出最优的工艺参数，然后又研究偶联剂种类、用量对材料导热性影响。实验结果表明:碳纤维初始长度为2-3mm、螺杆转速为100r/min、偶联剂(KH550)浓度为3wt％时，碳纤维/尼龙6复合材料的导热性最好，且填料质量分数为7-10％时出现导热逾渗现象。 固定以上工艺参数，碳纤维经过退浆、酸化、偶联剂处理将羧基、氨基等活性基团引入纤维表面，同时MgO粒子经偶联剂KH560处理后与碳纤维复合，制备新型导热填料(CF-MgO)，通过控制粒子含量、偶联剂浓度、反应时间和温度提升MgO粒子在碳纤维表面的接枝率。实验结果表明:MgO-KH560粒子的质量分数为4wt％、100℃下反应8h的碳纤维表面接枝效果最好，达到了9％。 研究了碳纤维接枝MgO粒子复合填料的结构，及其对尼龙6复合材料导热性、绝缘性等性能的影响。实验结果表明:相比于纯碳纤维，CF-MgO复合填料的填料量为20wt％时复合材料热导率达到0.748(W/m·K)，其表面电阻率下降速率明显减缓，当填充量为10wt％时，材料绝缘性仍然保持很高水平。